CN116651562A - 一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨煤机技术领域，对掺烧高挥发分原煤的磨煤机提出一种新的控制方法，一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，本发明通过调整磨煤机的内部设备参数及运行过程参数，严格控制磨煤机入口温度、磨煤机出口温度，来减少掺烧高挥发分原煤的磨煤机的爆燃风险，确保磨煤机的安全稳定运行，并且根据不同煤种来调整磨煤机磨辊作用力，减少磨辊与衬板的摩擦力，延时磨辊、衬板寿命，解决震动大的问题。

Description

一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法

技术领域

本发明属于及磨煤机技术领域，具体涉及了一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法。

背景技术

为了应对国内煤炭市场的供需变化，节省燃料成本，扩大供煤渠道，并保证燃料的供应不因市场的波动而陷入被动；我国沿海地带城市，利用港口优势，进口了大量高挥发分的进口印尼煤(含低热值的印尼褐煤)，高挥发分煤种特性与国内绝大部分的电厂锅炉原设计煤种相差较大，为保证锅炉的稳定燃烧和设备安全运行，在近些年，根据电厂锅炉实际运行过程中的不断摸索和总结，形成了电厂锅炉磨煤机安全运行的控制方式。

现有磨煤机是根据国内原煤的特性(低位热值5361kCal/kg、挥发分Vad25％、灰分Aad20％、全水Mar10％、灰熔点1300℃)进行设计运行，当现有磨煤机从正常煤种与进口印尼煤(含低热值的印尼褐煤)相互转换时，按照原设计煤种进行控制，存在爆燃风险，需要有更为精确的控制方法。

但现有传统对磨煤机的操作方法对磨琨的磨损很大，目前，三期磨煤机运行中，液压系统存在的问题是：a、加载力没有调整的标准，基本稳定在10MPa左右，加载力大部分情况下偏大，造成液压拉杆及其基座振动较大，如果，液压缸老化后，振动大的问题更明显；b、掺烧印尼褐煤时，特别在低煤量时，磨煤机振动较大；c、磨煤机三个磨辊的作用力氮气缓冲罐缓冲压力未调好，造成三个磨辊间隙有偏差，磨煤机振动，此发明争对这些技术问题进行改进。

发明内容

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，包括以下步骤：

S1.先对磨煤机进行暖磨，磨煤机暖磨结束后，先关小磨煤机热风调节门，将磨煤机入口温度降至150℃,根据所需煤种不同预先设定磨煤机出口温度，保证投入高挥发分煤种时，磨煤机出口温度保持70℃以下；正常煤种时，磨煤机出口温度降低至50℃以下；

S2.通过给煤机向磨煤机投入煤种，同时启动磨煤机运行，根据煤种挥分度Vdaf实时调整控制磨煤机运行后的出口温度，当煤种挥分度Vdaf<40％时，磨煤机出口温度＝[(82-Vdaf)*5/3±5]℃；当煤种挥分度Vdaf≥40％时，磨煤机出口温度60～70℃；同时，根据给的煤种的挥分度、煤量，调整磨煤机液压系统加载力；

S3.磨煤机正常运行，根据磨煤机中煤种燃烧情况需通过给煤机进行煤种加仓，根据加仓煤种不同，调整磨煤机的入口温度和出口温度，保证磨煤机入口温度不大于300℃，出口温度稳定在步骤S2计算的限值中；

S4.磨煤机工作结束停运时，磨煤机吹扫时间须＞10分钟，每根粉管保持风量40t/h以上进行单独吹扫90s以上，通过出口压力判断确认已吹扫干净，并加强监视停运前、后的磨出口温度及磨煤机磨碗差压。

作为本发明进一步的方案，所述步骤S2中调整磨煤机液压系统加载力时，当煤种挥分度Vad＜36％时，磨煤机液压系统加载力P＝作用力P1-反作用力P2；当给煤量0～16t/h时，作用力P1稳定在4.2MPa，反作用力P2稳定在3.0MPa；当给煤量16～63t/h时，作用力P1＝4.2+(A-16)*6.8/47；反作用力P2＝＝3-(A-16)*1/47；A为给煤量。

当煤种挥分度Vad≥36％时，给煤量40～45t/h时，磨煤机液压系统加载力P为相对正常煤种作用力P1降低0.5～1MPa。

作为本发明进一步的方案，反作用力氮气缓冲罐冲击声加大时，相对于计算值反作用力P增加0.2-0.3MPa增大磨辊间隙，以减缓加载力的冲击。

作为本发明进一步的方案，在步骤S2中，当投入的燃用煤种是混煤时，应按照磨煤机出口温度限值降低5℃进行设定后运行。

作为本发明进一步的方案，在步骤S2中通过给煤机投入煤种，投入的是全水分≥30％的煤种时将磨煤机一次风量偏置正偏置，提高出口温度4～6℃对煤种进行干燥。

作为本发明进一步的方案，所述步骤S3中，通过通入冷热风对运行中的磨煤机入口和出口温度进行自动调整。

作为本发明进一步的方案，在所述步骤S3中，当加仓煤种挥发分Vad≤36％，磨煤机出口温度限值69～85℃；加仓煤种挥发分Vad≥36％，磨煤机出口温度限值56～68℃。

作为本发明进一步的方案，在所述步骤S3中，磨煤机开始运行后，使得磨煤机爆燃自动投惰化蒸汽系统保持备用状态，温度设定150～180℃，压力设定0.5MPa。

作为本发明进一步的方案，在所述S3磨煤机运行过程中，由正常煤种改为高挥发分煤种加仓时，应根据磨煤机出口温度变化趋势，逐渐降低磨煤机出口温度设定值并确保入口温度≯300℃，同时及时投入印尼煤掺烧子环；由高挥发分煤种改为正常煤种加仓时，应根据磨煤机进出口温度变化趋势，逐渐提高磨煤机出口温度设定值。

作为本发明进一步的方案，在所述S3磨煤机运行过程中，遇机组调停、磨煤机计划检修5天以上的情况，加仓高挥发分煤种的原煤仓需要进行烧空或更换为正常煤种，调停前未烧空或制粉系统故障被迫停运的，至少每8小时对原煤仓四周测温并将最高温度写入值班日志，做好原煤仓上部的巡检工作，发现异常应立即汇报，并对该煤仓充注二氧化碳灭火。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.改善了原有磨煤机的控制方法，解决了传统磨煤机控制方法中当掺烧不同挥发分煤种时，温度控制限值，防止出现爆燃的风险。

2.磨煤机运行中，严格控制磨煤机入口温度、磨煤机出口温度。使用“印尼煤掺烧”子环，对磨煤机入口温度、磨煤机出口温度超限及时进行报警，减少磨煤机内部蓄热能量，降低了磨煤机爆燃风险。

3.根据需要调整磨煤机的液压系统加载力，使磨辊作用力得到较好的施加，减少磨辊与衬板的摩擦力，延时磨辊、衬板寿命，以及解决掺烧印尼褐煤时，特别在低煤量时，磨煤机振动较大和磨煤机三个磨辊的作用力氮气缓冲罐缓冲压力未调好，造成三个磨辊间隙有偏差，磨煤机振动等问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法的方法流程图；

图2为本发明提供的液压加载力P随给煤量变化曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方式提出一种新的控制方式，提高调整磨煤机的内部设备参数及运行过程参数，来减少掺烧高挥发分原煤的磨煤机的爆燃风险，确保磨煤机的安全稳定运行。

印尼煤(含低热值的印尼褐煤)属于高挥发分煤种，极易自燃。印尼煤调运过程就要在源头进行控制，应将已经自燃或即将发生自燃的煤种进行可靠处理后，方可装船。

到电厂后即合理安排燃煤的堆放和取用，原则上应单独堆放，不得随意混堆，防止因混堆、耗用不及时等发生自燃，当发生自燃时应采用翻堆、压实等方法进行消除，严禁将带火星燃煤加入原煤仓，防止发生爆燃，严禁将喷水后的原煤不得直接加仓，防止发生制粉系统堵塞、磨煤机振动、锅炉灭火等事故。

掺烧磨煤的过程具体的包括以下步骤：

S1.先对磨煤机进行暖磨，磨煤机暖磨结束后，先关小磨煤机热风调节门，将磨煤机入口温度降至150℃,根据所需煤种不同预先设定磨煤机出口温度，保证投入高挥发分煤种时，磨煤机出口温度保持70℃以下；正常煤种时，磨煤机出口温度降低至50℃以下；

S2.通过给煤机向磨煤机投入煤种，同时启动磨煤机运行，根据煤种挥分度Vdaf实时调整控制磨煤机运行后的出口温度，当煤种挥分度Vdaf<40％时，磨煤机出口温度＝[(82-Vdaf)*5/3±5]℃；当煤种挥分度Vdaf≥40％时，磨煤机出口温度60～70℃；同时，根据给的煤种的挥分度、煤量，调整磨煤机液压系统加载力P；

具体的来说目前储煤、加仓清单中的煤种挥发分常报一般为空气干燥基Vad。根据计算公式：Aad＝Ad×(100-Mad)/100；

Vdaf＝Vad×100/(100-Mad-Aad)

空气干燥基水份(Mad)空气干燥基灰分(Aad)

以正常煤种(Vad)≤36％，高挥发分煤种(Vad)≥36％为计算条件，结合上述公式计算得到磨煤机出口温度表格，如表1所示：

表1磨煤机出口温度表

磨煤机出口温度限值：

挥发分(Vad)≤36％，磨煤机出口温度限值69～85℃；

挥发分(Vad)≥36％，磨煤机出口温度限值56～68℃；

当燃用煤种为混煤(如印澳混)时，为防止混煤不均，应按照上表降低5℃运行。

当燃用煤种为全水分(Mt)≥30％的煤种，应当将磨煤机一次风量偏置正偏置，提高出口温度4～6℃，同时防止出口温度低可能造成的煤粉流动性差、燃烧不稳、锅炉灭火等，但要注意风量增加后造成的磨煤机煤层薄、电流低、振动大。

S3.磨煤机正常运行，根据磨煤机中煤种燃烧情况需通过给煤机进行煤种加仓，根据加仓煤种不同，调整磨煤机的入口温度和出口温度，保证磨煤机入口温度不大于300℃，出口温度稳定在步骤S2计算的限值中；

可通过冷热风自动调节阀，通过通入冷热风对运行中的磨煤机入口和出口温度进行自动调整。

磨煤机运行中，严格控制磨煤机入口温度、磨煤机出口温度，磨煤机惰化蒸汽系统保持备用状态，温度设定150～180℃，压力设定0.5MPa。掺烧高挥发份煤种时，应投入印尼煤掺烧子环，当磨煤机出口温度温升速率大于1.5℃/1.5S时，确定惰化蒸汽自动投入。

磨煤机运行中，加仓煤种由正常煤种(Vad＜36％)改为高挥发分煤种(Vad≥36％)时，因高挥发分煤种含水分较大，烧到高挥发分煤种时，磨煤机出口温度下降明显。根据煤仓存煤量、加仓量，来判断烧到高挥发分煤种的时间点，此过程，磨煤机冷、热风“自动”状态下，逐渐降低磨煤机出口温度设定值并确保入口温度≯300℃，同时及时投入“印尼煤掺烧”子环，使用“印尼煤掺烧”子环的目的就是增加磨煤机入口、出口温度的报警，以监视高挥发分煤种在磨煤机内的运行状况，防止爆燃。

磨煤机运行中，加仓煤种由高挥发分煤种(Vad≥36％)改为正常煤种(Vad＜36％)时，同样是根据煤仓存煤量、加仓量，来判断高挥发分煤种已烧完的时间点磨煤机冷、热风“自动”状态下，逐渐提高磨煤机出口温度设定值，但应防止秋冬干燥气候造成的高挥发分煤种入口温度低、出口温度高的假象，严格按限值控制出口温度。

掺烧高挥发分煤期间，应加强现场的巡回检查，注意检查石子煤斗、石子煤皮带、磨煤机振动以及风室刮板的运行情况，防止石子煤斗或皮带着火，特别要注意查看磨煤机本体、出口粉管等处的油漆颜色以及石子煤排放畅通情况等。每次巡检时，在燃烧器进口测量磨煤机粉管温度，防止粉管积粉发生自燃。

S4.磨煤机工作结束停运时，磨煤机吹扫时间须＞10分钟，每根粉管保持风量40t/h以上进行单独吹扫90s以上，通过出口压力判断确认已吹扫干净，并加强监视停运前、后的磨出口温度及磨煤机磨碗差压。

在S3中磨煤机运行中，需要合理安排磨煤机检修和给煤机皮带校验计划，如遇机组调停、磨煤机计划检修5天以上等情况，加仓高挥发分煤种的原煤仓需要进行烧空或更换为正常煤种，调停前未烧空或制粉系统故障被迫停运的，至少每8小时对原煤仓四周测温并将最高温度写入值班日志，做好原煤仓上部的巡检工作，发现异常应立即汇报，并对该煤仓充注二氧化碳灭火，并且尽快组织人员，加快消缺进度，尽早将该制粉系统投入运行，必要时应密切配合，通过采取人工运输等特殊方法将煤仓原煤取出。

制粉系统一旦发生爆燃(无论是磨煤机内部还是出口粉管)，磨煤机的风入口压力突升，风防爆门动作，应立即停运给煤机，关闭煤闸门，若爆燃引起磨煤机出口温度高保护动作，应关闭其所有进口冷风闸板门和调节门、进口热风闸板门和调节门、密封风门，关闭磨煤机出口门、石子煤排放门等，进行窒息灭火，在确认已无燃烧30分钟后，做好磨煤机启动准，在磨煤机出口门关闭状态下，启动磨煤机将磨煤机内的存煤通过石子煤排放口，排至石子煤斗并确认排放干净，通过测温计现场测量爆燃磨煤机的粉管、磨本体温度，待各粉管、磨本体温度不在上升，且均降至70℃以下，确认磨煤机石子煤出口排放门关闭，再打开磨出口门通过炉膛负压自然排走内部气体10分钟以上，再开冷风门进行彻底通风吹扫30分钟以上，然后再通知检修进行粉管、磨煤机等的内部检查。吹扫过程也需注意磨煤机出口温度变化，温度异常升高时按照磨煤机着火处理。若仍无法降温，且现场发现明火外漏，应立即通知消防值班，采取外部喷水降温的方法。

本发明进一步的对S2中的液压系统加载力P相关进行进一步具体解释：

加载力：碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力＝部件重力+加载力)由液压系统提供，该系统包括液压站和三个并联工作的液压缸及装在液压缸上的蓄能器，加载力是液压系统在液压缸有杆腔环形区域形成的作用压力与液压缸无杆腔形成的反作用压力的压力差的函数。

根据磨煤机煤流量的大小，即给煤机速度信号或皮带称的信号来控制作用力和反作用力。

但现有传统对磨煤机的操作方法对磨琨的磨损很大，目前，三期磨煤机运行中，液压系统存在的问题是：a、加载力没有调整的标准，基本稳定在10MPa左右，加载力大部分情况下偏大，造成液压拉杆及其基座振动较大，如果，液压缸老化后，振动大的问题更明显；b、掺烧印尼褐煤时，特别在低煤量时，磨煤机振动较大；c、磨煤机三个磨辊的作用力氮气缓冲罐(氮气缓冲罐是通过缓冲压力来用于稳定作用力和反作用力的装置)缓冲压力未调好，造成三个磨辊间隙有偏差，磨煤机振动，此发明争对这些技术问题进行改进。

所以磨煤机出力稳定时，在满足磨制煤粉燃用要求的情况下，磨煤机液压加载力P在一定范围内的变化，对煤粉细度影响不大；为减轻磨煤机磨损及磨煤机振动，延长使用周期，降低磨煤单耗，在磨煤机出力允许的情况下，需要在磨煤机运行中，对液压加载力P进行调整，在同样磨煤效果的情况下尽量降低液压加载力P运行。

磨煤机运行中，作用力P1和反作用力P2大小根据给煤量作用到磨辊上；

磨煤机运行时，根据经验及多次实验结果得到最优加载力：

给煤量0～16t/h时，作用力P1稳定在4.2MPa，反作用力P2稳定在3.0MPa；固定值的前后不影响磨煤机运行结果。

给煤量16～63t/h，作用力P1为4.2-11MPa，反作用力P2为3.0-2.0MPa。

如图2，根据实验数据得到图表，以该实验数据拟合最相近的函数曲线得出最优选的加载力曲线计算公式，即当给煤量16～63t/h时，计算公示为：

作用力P1＝4.2+(A-16)*6.8/47；反作用力P2＝3-(A-16)*1/47；液压系统加载力P＝作用力P1-反作用力P2；A为给煤量(t/h)。

我厂入炉的印尼褐煤有以下特点：低热值、高水分、高挥发分，由于这些特点，该煤种易碎、易燃、磨煤机出口温度低，褐煤在磨辊下易压实，如加载力过大，磨盘和磨辊间的缓冲力减小，造成磨辊和磨盘的磨损加剧，在低煤量时，上述情况会加重，掺烧褐煤时，为了提高磨煤机出口温度和增加流动性，需要提高风流量，以及褐煤中含沙量较大，这些都加快了磨辊的磨损。

多次工作过程中发现，高挥发分(Vad≥36％)煤种給煤量在40-45t/h时，可相对正常煤种作用力P1的计算值降低0.5～1MPa，从而降低液压系统加载力P，虽然可能会使煤粉细度增加，但对于掺烧褐煤来说，更安全，因为印尼褐煤，极易燃烧，如果煤粉过细，燃烧器出口火焰更短，易造成贴壁结焦，且易爆燃。

在低煤量时，由于磨辊和磨盘间煤层变薄，如果加载过大，磨辊对煤层、磨盘的撞击加大，磨煤机振动加大，此时，也会对作用力和反作用力的氮气缓冲罐产生冲击，如果，反作用力氮气缓冲罐冲击声加大，可相对于计算值反作用力P增加0.2-0.3MPa增大磨辊间隙，以减缓加载力的冲击。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.先对磨煤机进行暖磨，磨煤机暖磨结束后，先关小磨煤机热风调节门，将磨煤机入口温度降至150℃,根据所需煤种不同预先设定磨煤机出口温度，保证投入高挥发分煤种时，磨煤机出口温度保持70℃以下；正常煤种时，磨煤机出口温度降低至50℃以下；

S2.通过给煤机向磨煤机投入煤种，同时启动磨煤机运行，根据煤种挥分度Vdaf实时调整控制磨煤机运行后的出口温度，当煤种挥分度Vdaf<40％时，磨煤机出口温度＝[(82-Vdaf)*5/3±5]℃；当煤种挥分度Vdaf≥40％时，磨煤机出口温度60～70℃；同时，根据给的煤种的挥分度、煤量，调整磨煤机液压系统加载力；

S3.磨煤机正常运行，根据磨煤机中煤种燃烧情况需通过给煤机进行煤种加仓，根据加仓煤种不同，调整磨煤机的入口温度和出口温度，保证磨煤机入口温度不大于300℃，出口温度稳定在步骤S2计算的限值中；

S4.磨煤机工作结束停运时，磨煤机吹扫时间须＞10分钟，每根粉管保持风量40t/h以上进行单独吹扫90s以上，通过出口压力判断确认已吹扫干净，并加强监视停运前、后的磨出口温度及磨煤机磨碗差压。

2.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，所述步骤S2中调整磨煤机液压系统加载力时，

当煤种挥分度Vad＜36％时，磨煤机液压系统加载力P＝作用力P1-反作用力P2；当给煤量0～16t/h时，作用力P1稳定在4.2MPa，反作用力P2稳定在3.0MPa；当给煤量16～63t/h时，作用力P1＝4.2+(A-16)*6.8/47；反作用力P2＝＝3-(A-16)*1/47；A为给煤量t/h。

当煤种挥分度Vad≥36％时，给煤量40～45t/h时，磨煤机液压系统加载力P为相对正常煤种作用力P1降低0.5～1MPa。

3.根据权利要求2所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，反作用力氮气缓冲罐冲击声加大时，相对于计算值反作用力P增加0.2-0.3MPa增大磨辊间隙，以减缓加载力的冲击。

4.据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在步骤S2中，当投入的燃用煤种是混煤时，应按照磨煤机出口温度限值降低5℃进行设定后运行。

5.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在步骤S2中通过给煤机投入煤种，投入的是全水分≥30％的煤种时将磨煤机一次风量偏置正偏置，提高出口温度4～6℃对煤种进行干燥。

6.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过通入冷热风对运行中的磨煤机入口和出口温度进行自动调整。

7.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当加仓煤种挥发分Vad≤36％，磨煤机出口温度限值69～85℃；加仓煤种挥发分Vad≥36％，磨煤机出口温度限值56～68℃。

8.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，磨煤机开始运行后，使得磨煤机爆燃自动投惰化蒸汽系统保持备用状态，温度设定150～180℃，压力设定0.5MPa。

9.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在所述S3磨煤机运行过程中，由正常煤种改为高挥发分煤种加仓时，应根据磨煤机出口温度变化趋势，逐渐降低磨煤机出口温度设定值并确保入口温度≯300℃，同时及时投入印尼煤掺烧子环；由高挥发分煤种改为正常煤种加仓时，应根据磨煤机进出口温度变化趋势，逐渐提高磨煤机出口温度设定值。

10.根据权利要求1所述的一种掺烧高挥发分原煤的磨煤机控制方法，其特征在于，在所述S3磨煤机运行过程中，遇机组调停、磨煤机计划检修5天以上的情况，加仓高挥发分煤种的原煤仓需要进行烧空或更换为正常煤种，调停前未烧空或制粉系统故障被迫停运的，至少每8小时对原煤仓四周测温并将最高温度写入值班日志，做好原煤仓上部的巡检工作，发现异常应立即汇报，并对该煤仓充注二氧化碳灭火。